SU1451848A1 - Electronic threshold switch - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области импульсной техники. Цель изобретени - расширение диапазона входных сигналов , в качестве которых могут быть использованы аналоговые сигналы, при изменении порога включени  устройства (у) и с преобразованием входного сигнала в цифровые выходные сигналы, а также введение задержки переключени  устройства. У содержит полевые транзисторы, соединенные посредством резистора с шиной источни-. ка питани . Введение двух резисторов, образующих делитель напр жени  на входе У, делает возможным измен ть порог включени  У. Введение диодно- резистивной цепи обратной св зи обеспечивает переключение У при использовании входных аналоговых сигналов . Кроме того, осуществл етс  задержка переключени  за счет введени  интегрирующего конденсатора.-. 2 з.п, ф-лы, 3 ил. (/The invention relates to the field of pulsed technology. The purpose of the invention is to expand the range of input signals, which can be used as analog signals, when the device switch-on threshold (y) is changed and the input signal is converted into digital output signals, as well as the introduction of a device switching delay. U contains field-effect transistors connected by a resistor to the source bus-. food The introduction of two resistors forming the voltage divider at the input Y makes it possible to change the switching threshold of the Y. The introduction of a diode-resistive feedback circuit provides switching Y when using the input analog signals. In addition, a switching delay due to the introduction of an integrating capacitor is carried out. 2 з.п, ф-л, 3 Il. (/

Description

эо eo

0000

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в качестве порогового устройства с преобразованием входного анало- гового сигнала в цифровой в системах коммутации и автоматики.The invention relates to a pulse technique and can be used as a threshold device with the conversion of an input analog signal to digital in switching systems and automation.

Известен пороговый переключатель, выполненный на полевых транзисторах (за вка Японии № 45-1561 кл, Н 03 К 17/00, НКИ 98(5) С 112 от 20.01.70). Недостаток его - невозможногть изменени  порогов включени  и выключени . Known threshold switch made on field-effect transistors (Japanese Application No. 45-1561 Cl, H 03 K 17/00, NCI 98 (5) C 112 of 01/20/1970). The disadvantage of it is the impossibility of changing the on and off thresholds.

Известен также двустабильный пере- ключакадий элемент на полевых транзисторах (авторское свидетельство СССР № 746874, кл. Н 03 К 3/286, 04.01.78) Недостаток его - узкий диапазон входных сигналов (только дискретные)The two-stable switching element is also known on field-effect transistors (USSR author's certificate No. 746874, class H 03 K 3/286, 04.01.78). Its disadvantage is the narrow range of input signals (only discrete).

Цель изобретени  - расширение диапазона входных сигналов, в качестве которых могут быть использованы аналоговые сигналы, при-изменении порога включени  устройства и с преобразованием входного сигнала в циф- ровые выходные сигналы,а также введение задержки переключени  устройства - достигаетс  путем введени  двух резисторов, образующих делитель напр жени  на входе устройства, блат годар  чему можйо измен ть порог включени  устройства, а также диод- но-резистийной цепи обратной св зи, благодар  чему обеспечиваетс  переключение устройства при испсльзова- НИИ вх одных аналоговых сигналов с их одновременным преобразованием в Цифровые выходные сигналы и осуществл етс  задержка переключени  за сче введени  интегрирз щего конденсатораThe purpose of the invention is to expand the range of input signals, which can be used as analog signals, when the switching-on threshold of a device changes and converting the input signal into digital output signals, as well as introducing a device switching delay, is achieved by introducing two resistors forming the divider voltage at the input of the device, a year of wake with which you can change the switching threshold of the device, as well as a diode-resistive feedback circuit, so that the device can be switched SRI-keeping when ispslzova- Rin-period with analog signals of the simultaneous conversion to digital output signals and the switching is carried out delay due to the DD administration integrirz present capacitor

На фиг, 1-3 приведены примеры реализации устройства при использовании в качестве полевых транзисторов МДП-транзисторов с р-каналом индуцированного типа и, соответственно, отрицательного источника питани .Figures 1-3 show examples of device implementations when using MIS transistors with a p-channel of an induced type and, accordingly, a negative power source as field-effect transistors.

На фиг,1 показана принципиальна  схема переключател  без задержки переключени  с регулируемым порогом включени ; на фиг.2 - то же, без задержки переключени  с регулируемым порогом включени  и выключени ; на фиг.З-- то же, с задержкой переключени  .Fig. 1 is a circuit diagram of a switch without switching delay with an adjustable switch-on threshold; Fig. 2 is the same, without switching delay with an adjustable on and off threshold; in FIG. 3, the same, with the delayed switching.

Электронный пороговый переключатель содержит первый 1 и второй 2 полевые транзисторы, первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6, п ть1Й 7 резисторы, диод 8.The electronic threshold switch contains the first 1 and second 2 field-effect transistors, the first 3, the second 4, the third 5, the fourth 6, five pin 7, resistors, the diode 8.

QQ

5five

Стоки полевых транзисторов 1 и 2, истоки которых подключены.к второй шине 9 источника питани , через первый 3 и второй 4 резисторы соответственно подключены к первой шине 10 источника питани .The fluxes of field-effect transistors 1 and 2, whose sources are connected to the second bus 9 of the power source, through the first 3 and second 4 resistors, respectively, are connected to the first bus 10 of the power source.

Первые выводы четвертого 6 и п того 7 резисторов подключены к затвору первого полевого транзистора 1, а вторые выводы соединены соотвёт- с твенно ,с входной шиной 1 1 и со второй шиной 9 источника питани . Сток первого полевого транзистора 1 соединен с затвором второго полевого транзистора 2, а атвор через диод 8, включенный в направлении пропускани  тока, и последовательно соединенный с ним третий резистор 5 - со стоком второго полевого транзистора 2 и выходной пшной 12.The first terminals of the fourth and fifth 7 resistors are connected to the gate of the first field-effect transistor 1, and the second terminals are connected, respectively, with the input bus 1 1 and the second bus 9 of the power supply. The drain of the first field-effect transistor 1 is connected to the gate of the second field-effect transistor 2, and the star through the diode 8 connected in the direction of current flow and the third resistor 5 connected in series with the drain of the second field-effect transistor 2 and output pin 12.

В переключателе по фиг,2 к точке соединени  третьего резистора 5 и катода диода 8 включен шестой резистор 13, второй вывод которого соединен со второй шиной 9 источника питани .In the switch of FIG. 2, a sixth resistor 13 is connected to the connection point of the third resistor 5 and the cathode of the diode 8, the second terminal of which is connected to the second power supply bus 9.

В переключателе по фиг.З между затвором второго полевого транзистора 2 и второй шиной 9 источника питани  включены конденсатор 14 и седьмой резистор 15. Между затвором первого полевого транзистора 1 и стоком второго полевого транзистора 2 включен дополнительный конденсатор 16, а сток первого полевого тр-ан истора 1 соединен с затвором второго полевого транзистора через дополнительный диод 17, включенный также в направлении пропускани  тока.In the switch according to FIG. 3, a capacitor 14 and a seventh resistor 15 are connected between the gate of the second field-effect transistor 2 and the second bus 9 of the power supply. Between the gate of the first field-effect transistor 1 and the drain of the second field-effect transistor 2, the additional capacitor 16 is turned on. The head 1 is connected to the gate of the second field-effect transistor through an additional diode 17, also connected in the direction of current flow.

Электронный пороговый переключатель работает следук цим образом.The electronic threshold switch operates in the following manner.

На входную шину 11,подаетс  входной аналоговый сигнал. Напр жение с п того резистора 7 поступает на затвор первого полевого транзистора 1, Пока входное напр жение (отрицательной пол рности) мало по величине, первый полевой транзистор 1 закрыт, а второй полевой транзистор 2 открыт. На выходной шине 12 при этом напр жение отсутствует, что соответствует низкому уровню выходного сигнала и, соответственно, выключенному состо нию переключател .An input analog signal is supplied to the input bus 11. The voltage from the fifth resistor 7 is supplied to the gate of the first field-effect transistor 1, while the input voltage (negative polarity) is small in value, the first field-effect transistor 1 is closed and the second field-effect transistor 2 is open. At the output bus 12, there is no voltage at that, which corresponds to a low level of the output signal and, accordingly, to the off state of the switch.

Переключение устройства происходит при подаче на входную шину 11 аналогового сигнала, величина которого больше порогового напр жени The device switches over when an analog signal is applied to the input bus 11, the value of which is greater than the threshold voltage.

включени , которое зависит от порогового напр жени  полевых транзисторов , соотношени  величин сопротивлений чегвертого 6 и п того 7 резисторов и коэффициента обратной св зи устройства. Первый полевой транзистор I при этом открываетс , а второй (2) закрьшаетс , на выходной шине 12 формируетс  высокий уровень выход- ного сигнала, который соответствует напр жению на первой шине 10 источника питани .switching on, which depends on the threshold voltage of the field-effect transistors, the ratio of the resistance values of the fourth and sixth resistors, and the feedback ratio of the device. The first field effect transistor I opens and the second (2) closes, on the output bus 12 a high level of the output signal is formed, which corresponds to the voltage on the first bus 10 of the power supply.

При переключейии работает iienb положительной обратной св зи, состо - ща  из третьего резистора 5-и диода 8, который открыт, и ток через него создает дополнительное падение напр жени  на п том резисторе 7, что обеспечивает регенеративный процесс и переход переключател  во включенное состо ние.When switching, iienb positive feedback works, consisting of the third resistor 5 and diode 8, which is open, and the current through it creates an additional voltage drop on the fifth resistor 7, which ensures the regenerative process and the switch to the on state .

Таким образом, при заданном пороге включени  происходит переключениеThus, at a given on threshold, switching occurs

гаранти  процесса переключени  при наличии задержек, ЬЬусловленных конденсатором 14,guaranteeing the switching process in the presence of delays caused by capacitor 14,

Благодар  введению задержки переключени  становитс  возможным в заданных порогах изменени  входного сигнала осуществл ть преобразование аналогового сигнала в цифровой с усреднением или интегрированием величины аналогового входного сигнала в заданном диапазоне, что дополнительно расшир ет функциональные возможности устройства.By introducing a switching delay, it becomes possible, at predetermined input signal change thresholds, to convert an analog signal into a digital signal with averaging or integrating the value of the analog input signal in a predetermined range, which further expands the functionality of the device.

Claims (3)

Формула изобретени Invention Formula 1, Электронный пороговый переключатель , содержащий два полевых транзистора , стоки которых соответственно через первый и второй резисторы подключены к первой пине источника питани , а истоки - к второй шине источника питани , сток первого поле1, An electronic threshold switch containing two field-effect transistors, whose drains are connected via the first and second resistors to the first pin of the power source and the sources to the second power supply bus, the drain of the first field, respectively. 30thirty 3535 4040 устройс ва с преобразованием измен ю- 2Ь вого транзистора соединен с затвором щегос  аналогового входного сигнала в нормированный выходной цифровой сигнал,A device with a conversion of the change of the 2-th transistor is connected to the gate of the analog input signal into a normalized output digital signal, В переключателе по фиг,2 щестой резистор 13 служит дл  дополнительного регулировани  порога включени , так как при этом только часть напр жени  с выходной шины I2 передаетс  по цепи обратной св зи на затвор первого полевого транзистора 1. Это обеспечивает дополнительные возможности дл  получени  гистерезисной переключающей характеристики устройства .In the switch of FIG. 2, a junction resistor 13 serves to additionally regulate the on threshold, since only part of the voltage from the output bus I2 is transmitted through the feedback circuit to the gate of the first field-effect transistor 1. This provides additional possibilities for obtaining hysteresis switching characteristic devices. В переключателе по фиг.З дополнительный диод 17 не преп тствует процессу включени , так как он включен в направлении протекани  тока от первой шины 10 источника питани  через конденсатор 14 и седьмой резистор 15 на вторую шину 9 источника питани . Однако процесс включени  идет с некоторой посто нной времени, определ емой параметрами первого резистора 3 и конденсатора 14.In the switch of FIG. 3, the additional diode 17 does not interfere with the switching process, since it is connected in the direction of current flow from the first bus 10 of the power supply through the capacitor 14 and the seventh resistor 15 to the second bus 9 of the power supply. However, the switching process takes place with a certain time constant determined by the parameters of the first resistor 3 and the capacitor 14. При выключении переключател  дополнительный диод 17 запираетс , и процесс выключени  происходит с посто нной времени разр да конденсатора 14 через седьмой резистор 15,When the switch is turned off, the additional diode 17 is locked, and the switching off process takes place with a constant discharge time of the capacitor 14 through the seventh resistor 15, Дополнительный конденсатор 16 служит в качестве дополнительной цепи, обратной св зи по переменному току, чем.обеспечиваетс  надежность иAn additional capacitor 16 serves as an additional AC feedback circuit, which ensures reliability and второго полевого транзистора, отличающийс  тем, что, с целью расисирени  диапазона входных сигналов с изменением порога включени  при их преобразовании в выходные цифровые сигналы, в него введены третий, четвертый и п тый резисторы , а также диод, при этом первые выводы гетвертого и п того резисторов подключены к затвору первого полевого транзистора, а вторые выводы соединены соответственно с входной шиной и с второй шиной источника питани , сток второго полевого транзистора соединен с выходной П1иной и через третий резистор - с катодом диода, анод котсгрого подключен к затвору первого полевого транзистора .The second field-effect transistor, characterized in that, in order to expand the input signal range with a change in the switching threshold when converting them into output digital signals, the third, fourth and fifth resistors, as well as the diode, are introduced into it, and the first outputs of the first and fifth the resistors are connected to the gate of the first field-effect transistor, and the second terminals are connected respectively to the input bus and to the second power supply bus, the drain of the second field-effect transistor is connected to the output P1 and, through the third resistor to the cathode m diode kotsgrogo anode connected to the gate of the first FET. 2.Переключатель по п., отличающийс  тем, что, с целью изменени  порога выключени , к точке соединени  п того резистора и катода диода подключен шестой резистор, второй вывод которого соединен с второй шиной источника питани .2. A switch according to claim 2, characterized in that, in order to change the switch-off threshold, a sixth resistor is connected to the junction point of the fifth resistor and the cathode of the diode, the second terminal of which is connected to the second power supply busbar. 3.Переключатель по пп.1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью введени  задержки включени ,3. The switch according to claims 1 and 2, characterized in that, in order to introduce a turn-on delay, gg между затвором второго полевого транзистора и второй шиной источника питани  включена цепочка, состо ща  из параллельно соединенных конденсатора и седьмого резистора, между сто45gg between the gate of the second field-effect transistor and the second power supply bus includes a chain consisting of a parallel-connected capacitor and a seventh resistor, between hundred45 5050 00 5five 00 Ь вого транзистора соединен с затвором The new transistor is connected to the gate второго полевого транзистора, отличающийс  тем, что, с целью расисирени  диапазона входных сигналов с изменением порога включени  при их преобразовании в выходные цифровые сигналы, в него введены третий, четвертый и п тый резисторы , а также диод, при этом первые выводы гетвертого и п того резисторов подключены к затвору первого полевого транзистора, а вторые выводы соединены соответственно с входной шиной и с второй шиной источника питани , сток второго полевого транзистора соединен с выходной П1иной и через третий резистор - с катодом диода, анод котсгрого подключен к затвору первого полевого транзистора .The second field-effect transistor, characterized in that, in order to expand the input signal range with a change in the switching threshold when converting them into output digital signals, the third, fourth and fifth resistors, as well as the diode, are introduced into it, and the first outputs of the first and fifth the resistors are connected to the gate of the first field-effect transistor, and the second terminals are connected respectively to the input bus and to the second power supply bus, the drain of the second field-effect transistor is connected to the output P1 and, through the third resistor to the cathode m diode kotsgrogo anode connected to the gate of the first FET. 2.Переключатель по п., отличающийс  тем, что, с целью изменени  порога выключени , к точке соединени  п того резистора и катода диода подключен шестой резистор, второй вывод которого соединен с второй шиной источника питани .2. A switch according to claim 2, characterized in that, in order to change the off threshold, a sixth resistor is connected to the junction point of the fifth resistor and the cathode of the diode, the second terminal of which is connected to the second power supply busbar. 3.Переключатель по пп.1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью введени  задержки включени ,3. The switch according to claims 1 and 2, characterized in that, in order to introduce a turn-on delay, g между затвором второго полевого транзистора и второй шиной источника питани  включена цепочка, состо ща  из параллельно соединенных конденсатора и седьмого резистора, между сто5g between the gate of the second field-effect transistor and the second power supply bus includes a chain consisting of a parallel-connected capacitor and a seventh resistor, between one hundred and five 00 ком второго полевого транзистора и затвором первого полевого транзистора включен дополнительный конденсатор, а сток первого полевого транзистораthe com of the second field-effect transistor and the gate of the first field-effect transistor included an additional capacitor, and the drain of the first field-effect transistor (pus.l(pus.l фиг.22 соединен с затвором второго полевого транзистора через дополнительный диод, включенный в напрнвлении пропускани  тока.connected to the gate of the second field-effect transistor through an additional diode connected in the current transmission direction. Составитель В.Лементуев Редактор А.Маковска  Техред М.Ходанич Корректор М.Самборска Compiled by V.Lementuyev A.Makovska Editor Tehred M.Hodanich M.Samborska Proofreader Заказ 7091/55Order 7091/55 Тираж 879Circulation 879 ВНИИПИ Государственного ко митета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 .VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, 4/5 Raushsk nab. Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 (pu3.Z(pu3.Z ПодписноеSubscription